Metode optimasi topologi struktur kontinum diadopsi untuk morfogenesis dendriform selama fase desain konseptual. Metode optimasi topologi dengan meminimalkan energi regangan struktural sebagai tujuan dan tunduk pada kendala berat struktural ditetapkan dengan metode pemetaan kontinu independen (ICM) yang merupakan metode yang populer dan efisien untuk optimasi topologi struktur kontinum. Model optimasi ini merupakan masalah optimasi dengan kendala tunggal dan dapat diselesaikan dengan rumus iterasi yang dibuat berdasarkan kondisi pelana. Mengambil morfogenesis dari dendriform bidang sebagai contoh, pengaruh pada topologi dendriform dibahas untuk beberapa faktor seperti rasio berat cadangan dengan berat total, kekakuan dan bentuk geometri struktur atap, ketinggian atap. bidang desain, dan lain-lain. Dan beberapa contoh skenario aplikasi juga disajikan. Contoh numerik menunjukkan bahwa metode optimasi topologi struktural yang diusulkan untuk morfogenesis dendriform adalah layak. Ini dapat memberikan topologi yang beragam untuk desain konseptual dendriform.
Dendriforms, yang pertama kali dikemukakan oleh Frei Otto Jerman pada tahun 1960-an, adalah sejenis struktur bionik yang dirancang berdasarkan bentuk dan karakteristik mekanis pohon alami. Terminal bandara Stuttgart (Gambar 1(a)) di Jerman yang dibangun pada tahun 1991 adalah teknik tipikal yang dirancang oleh Frei Otto. Atap yang ditopang oleh dendriform dengan tiga lapis cabang menyediakan ruang yang luas untuk terminal bandara [1] . Dendriform memiliki keunggulan seperti jalur yang wajar untuk mentransmisikan beban, ruang yang luas
(a) (b)(c) (d)
Gambar 1. Bangunan teknik mengadopsi dendriform. (a) Terminal Bandara Stuttgart, Stuttgart, Jerman [1] ; (b) stasiun kereta api Changsha di Cina [3] ; (c) pusat konvensi nasional Qatar [9] ; (d) Restoran jinjing, Bombay [2].
dicapai oleh beberapa bar. Banyak struktur ruang bentang besar, seperti bandara, stasiun kereta api, pusat publik, dan sebagainya, mengadopsi dendriform sebagai struktur pendukung. Misalnya, stasiun kereta api Changsha untuk kereta berkecepatan tinggi di Cina (Gambar 1(b)), pusat konvensi nasional Qatar (Gambar 1(c)) dan restoran Tote di Bombay (Gambar 1(d)), dll.
Morfogenesis dendriform adalah masalah terpenting selama desain strukturalnya karena banyak cabang dan bentuknya yang rumit. Ketinggian, lapisan, jumlah dan lokasi cabang perlu dirancang. Lokasi penopang yang sesuai dari struktur atap perlu ditentukan. Dengan demikian, setiap komponen dendriform sesuai dengan jalur transmisi beban yang optimal; dan persyaratan fungsional bangunan juga terpenuhi.
Ada tiga jenis metode untuk morfogenesis dendriform: metode eksperimental, metode geometris dan metode numerik. Metode eksperimental memiliki metode benang basah, metode benang kering, metode benang manik-manik dan sebagainya. Penerapan metode eksperimental dibatasi karena hasilnya dipengaruhi oleh skala model [1] . Metode geometris mengadopsi teori fraktal untuk menghasilkan bentuk geometris dendriform. Gawell menghasilkan bentuk geometris dendriform berdasarkan teori fraktal sistem-L dan memperkenalkan aplikasi teknik di restoran Tote di Bombay [2] . Dendriform yang dihasilkan oleh metode fraktal difokuskan hanya pada karakteristik bentuk pohon. Konfigurasi geometrisnya dapat diperbaiki dengan teknologi optimasi struktur dengan mempertimbangkan karakteristik mekanik dari pohon [3] . Dengan berkembangnya teknologi analisis numerik dan optimasi struktural, metode numerik diterapkan untuk menghasilkan bentuk-bentuk dendriform, dan penelitian serta aplikasi pada aspek ini menjadi hotspot. Von Buelow mengemukakan metode pembangkitan dendriform dengan menggunakan algoritma genetika untuk mencari jalur terpendek [4] . Yue Wu mengajukan metode gantung terbalik untuk penemuan bentuk dendriform [5] . Qian Zhang mempelajari penemuan bentuk dendriform berdasarkan elemen kabel geser [6] . Menggunakan metode optimasi struktur kerangka, Changyu Cui mengusulkan metode penemuan bentuk berdasarkan sensitivitas dendriform [7] . Sementara itu, ia menyempurnakan metode Evolutionary Structure Optimization Method (ESO), yang merupakan metode optimasi topologi struktur kontinum, untuk menghasilkan topologi dendrif yang optimal.
